一些稀有元素对不锈钢锻件的影响有哪些?

2019-11-01 17:05:24 山西中信重工 7

一、锰的影响

       锰和镍一样都是促使形成奥氏体的合金元素,因而可以代替镍(或部分代替),但锰本身并不耐蚀,因此不锈钢锻件中不能单独使用锰作为合金元素。锰对奥氏体的作用与镍相似,不在于形成奥氏体,而是降低钢的临界冷却速度,在冷却时增加奥氏体的稳定性,抑制奥氏体的分解,使高温下形成的奥氏体能够保持到常温。在提高钢的耐蚀性方面,锰的作用不大,如钢中的锰含量在0~10.4% (质量分数)之间变化,不会使钢在空气与酸中的耐蚀性发生明显的改变。 这是因为锰对提高铁基固溶体电极电位的作用不大,形成氧化膜的防护作用也很低,所以工业上虽有锰合金化的奥氏体钢锻件,但它们不能作为不锈钢锻件使用。完全以锰代替不锈钢中的镍存在一定问题,这是因为铬锰钢要获得完全奥氏体组织,除了铬与锰的适当含量以外,还应当考虑碳的含量。当钢中碳含量低时,将很难得到完全奥氏体组织。如果提高钢中的碳含量,将会降低钢的耐蚀性。再之, 铬锰不锈钢在500~800°C加热后,钢的抗晶间腐蚀能力将会很低,加入钛和铌也不能降低它对晶间腐蚀的敏感性。因此,目前应用较多的是在18-8铬镍型奥氏体不锈钢的基础上,以锰代替部分镍或采用同时加锰和氮的方法来代替全部镍,以及用锰和氮代镍的低镍不锈钢与无镍的铬锰氮不锈钢,如12Crl7Mn6Ni5N、 20Crl5Mnl5Ni2N和26Crl8Mnl2Si2N等。而且,目前已经纳入国家标准并获得应用,有的可以代替传统的18-8型铬镍不锈钢,如10Crl7Mn9Ni4N和20Crl3Mn9Ni4,具有良好的耐大气腐蚀性。锰在Cr-Mn-N钢,增加N的溶解度,对某些有机酸(如醋酸)会起有利影响。

产品锻件

二、氮的影响

        氮是奥氏体稳定元素,可提高钢的强度。在奥氏体不锈钢或奥氏体-铁素体不锈钢中,能增强耐点蚀及缝隙腐蚀性,并减少金属间σ相在髙温或焊接时析出的机会。同时,以氮和锰的复合合金代替昂贵的镍,还有提高氮溶解度的优点。以氮和锰代镍的低镍不锈钢和无镍的铬猛氮不锈钢锻件,目前已在工业上获得应用。这类钢的典型成分是18Cr-5Ni-8Mn-0. 15N,它比06Crl9Nil0 (0Crl8Ni9)牌号的奥氏体不锈钢锻件具有更高的强度和耐蚀性。

三、钼的影响

       在马氏体铬不锈钢锻件中,钼除了提髙其耐蚀性外,还能提高钢的硬度和强度,增强钢的二次硬化效应。这种作用对不锈钢锻件十分有利。钼可以扩大还原介质中的钝化范围,提高钝化膜强度和耐蚀性,抗HC1及某些有机酸,耐点蚀及缝隙腐蚀。钼也可以提高对氯化物应力腐蚀断裂的能力,特别是在卤盐或氯离子的情况下。利用固溶强化的方法,钼可以提高奥氏体不锈钢的强度和马氏体不锈钢的抗回火能力。另外,钼还可以提高钢的淬透性、高温强度和抗蠕变性。

产品锻件

四、钛的影响

       钛与碳的亲和力,除铌以外,在所有合金元素中是最大的,即使含量很少时, 也能显著降低奥氏体的碳含量,优先与碳形成碳化钦,避免了贫铬区的形成,防止了晶间腐蚀。

五、铌的影响

       铌与碳的亲和力在所有合金元素中是最大的,因此能与碳优先形成碳化铌,避免了贫铬区的形成,防止了不锈钢锻件的晶间腐蚀。铌还可以提高钢的高温蠕变断裂强度。 钨的碳众较强,和钼一样,形成的碳化物在回火时阻碍软化,钨还可以提高不锈钢锻件的蠕变强度。对钢的淬透性、回火稳定性、力学性能及热强性的影 响均与钼相似。